Кремний сообщение 3 класс окружающий мир

Обновлено: 05.07.2024

План урока:

Материки, ювелирные украшения, горы, здания, архитектурные объекты, статуи и наша Земля в целом – все это состоит из твердых горных пород. Они всегда находятся под нашими ногами и обеспечивают полноценное существования человечества.

Камни подразделяют на несколько групп по различным признакам. Например, минералоги классифицируют их по химическому составу, геологи – по месту нахождения, а торговцы – по их стоимости. Но какую классификацию камней можно считать достоверной?

Ответил на этот вопрос ученый В.Я. Киевленко в 1973 году. Его способ разделения видов камней активнее всего используется в России.

Первая, по его расчетам, группа горных пород – это декоративные камни. То есть, те, в которые

используются при пошиве нарядных вещей и создании ювелирных украшений. Драгоценными

камнями можно считать алмаз, рубин, изумруд и другие минералы, которые после добычи

превращают в бриллианты. Именно они являются ответом на вопрос, каких камней не бывает в

Главное их отличие от поделочных камней – благородный внешний вид и прозрачность. Украшения с ними считаются наиболее дорогими и уникальными.

Вторая группа – это поделочные камни. Их также используют при создании украшений и декора, но их стоимость будут значительно меньше, чем ювелирных. Это – агат, мрамор, опал и так далее. Также такие камни можно с лёгкостью отличить от ювелирных изделий, так как они -непрозрачны.

Третья группа – органические (или природные) камни. То есть, те породы, которые мы видим каждый день на земле: гранит, известняк, песчаник и доломит.

Классификация камней

Разберемся, какие бывают виды камней. Можно выделить среди них три группы горных пород: по форме (в том числе и по форме изготовления камня), по размеру и по цвету.

Классификация драгоценных и полудрагоценных камней по форме

В мире существует миллиарды пород, форма камня всегда различна. А если вы когда-либо бывали на море, вы наверняка заметили, что на пляже – множество камней разного цвета, форм и размеров. И, как правило, форма природных камней практически всегда одинакова, а именно – овальная или круглая. Связано это с тем, что вода, выходя на берег, закругляет углы камня и придает ему форму. Форма для искусственного камня создается не природой, а специалистами.

Форма для декоративного камня после его добычи и обработки придается специальным оборудованием для полировки. В настоящее время существует множество видов обрамления самых драгоценных камней.

Разнообразие форм камня

По размерам камней

Задумывались ли вы когда-нибудь, из чего состоит песок? Если посмотреть на его состав в микроскоп, можно заметить, что песчинки – это разрушенные ракушки и частицы горных пород. Их по праву можно считать самыми маленькими видами камней. Размеры декоративных камней также по праву можно считать одними из самых маленьких пород. Камни больших размеров иногда достигают размеров в 10 раз больше человеческого роста. Размеры искусственного камня также определяют специалисты и заказчики.

По цвету драгоценных камней и органических пород

Нелегко перечислить, каких цветов бывают камни. Чаще всего нам встречаются камни серых и коричневых оттенков. Однако в природе существует множество цветов драгоценных видов. В продаже все чаще и чаще используются поддельные камни для любителей необычных цветов.

Если же говорить о классификации драгоценных камней, можно выделить объекты некоторых цветов:

розового: гранат, топаз, сапфир, турмалин, кунцит;

красного: рубин, гранат, турмалин, шпинель;

оранжевого: сапфир, топаз;

зелёного: изумруд, демантоид, хризолит, турмалин, цаворит, аметист;

голубого: турмалин, аквамарин, топаз;

серого: раухтопаз, дымчатый кварц;

фиолетового: аметист, шпинель;

жёлтого: сапфир, цитрин;

синего: сапфир, шпинель, танзанит, кианит;

коричневого: бриллиант, кварц-волосатик, циркон;

белого: бриллиант, топаз, сапфир;

чёрного: бриллиант, шпинель.

Разнообразие цветов камней Источник

Горные породы

Горная порода – рыхлая или плотная составляющая земной коры, которая состоит из минералов или остатков других пород. Состав и класс горной породы зависит от условий её формирования, то есть процессов, которые происходили во время образования горы или другой местности. Горные породы обычно используются в хозяйстве и строительстве домов.

Разберемся, какие бывают горные камни и выясним их происхождение.

Магматические породы

Первой группой горных пород по происхождению являются магматические породы. Для начала разберёмся, что такое магма.

Это – лава, которая находится внутри земной коры и выходит из вулканов во время их извержения.

Схема образования магматических пород Источник

Когда магма попадает на поверхность земли, образуются вулканические породы. Когда же магма изливается под земной корой или внутри неё – формируются интрузивные (образовавшиеся в результате застывания магмы под землей) магматические горные породы.

Основные примеры горных пород

Две группы магматических горных пород:

Вулканическое стекло (Образуется в том случае, если лава остыла очень быстро);

Обсидиан (горная порода, которая состоит из вулканического стекла, прошедшего через быстрое охлаждение);

Если вулканическое стекло состоит на больший процент из воды, его можно считать перлитом. Он распадается на небольшие крупинки и внешне напоминает блестящие жемчужины.

Пемза

Название горной породе дал Майкл Холт, который обнаружил ее на дне океана. Определителями горной породы являются признаки, перечисленные ниже.

Это – пористое, напоминающее губку, вулканическое стекло. Основное свойство горной породы – косметическое: при взаимодействии с грубой кожей стоп пемза разглаживает её.

Метаморфические породы

Метаморфическими называются горные породы, образовавшиеся в толще земной коры и находящиеся под высоким давлением и повышенной температурой. Именно из этих горных пород на 90% состоит наша планета. Они содержатся и в земной коре, и в более глубоких слоях планеты.

Метаморфическая горная порода(серицитовый сланец)

Метаморфические горные породы включают в себя:

Сланцы – как правило, жирные на ощупь зелёные породы;

Мрамор – белый и блестящий камень;

Филлит – плотная и темная порода с шелковистым блеском;

Кварцит – одна из самых прочных и крепких горных пород, неоднотонная.

Классификация метаморфических пород и их образование Источник

Осадочными горными породами называются те, которые образуются из-за разрушения старых пород или осадков.

Группы осадочных горных пород включают в себя:

Обломочные и глинистые породы (создаются из-за разрушения материнских пород – гранит, сиенит, габбро);

Хемогенные и органогенные породы (состоят из соли и углей, которые накапливаются после испарения воды).

Осадочная горная порода (морская соль)

Основные особенности гранита

Цвет драгоценных камней и породы зависит от цвета кристаллов, которые включены в него. Например, гранит розового цвета состоит из розовых, красных и белых минералов, а серый – чёрных и белых.

Если разглядывать гранит под лупой или микроскопом, можно увидеть разнообразие составляющих породы.

Как и многие горные породы, гранит образуется при застывании магмы. Она, словно сырое тесто, включает в себя кристаллы различных цветов и происхождений.

Где применяют гранит в окружающем мире?

Гранит является самой прочной и стойкой к разрушениям породой. Недаром его часто используют при постройке скульптур, зданий, некоторых объектов мебели, стен, каминов, лестниц и колонн. Объекты мебели и памятники из гранита наделяют дом роскошью и неординарностью.

Гранитные плиты – один из способов применения породы в хозяйстве

Преимущества породы:

Отсутствие проникновения влаги;

Устойчивость к высоким и низким температурам;

Недостатки породы:

Неправильно подобранные полевые граниты могут обладать высокой радиоактивностью.

Также в ландшафтном дизайне активно используется щебенка – сыпучий материал, состоящий из небольших камней размером около пяти миллиметров в составе гранита.

Кремний

Кремень – камень (или очень твёрдое образование), находящееся среди горных пород.

Особенности горной породы

Из-за наличия железа и марганца в составе окрашен в разные цвета камней, с плавными переходами между ними. В разрезе порода напоминает радугу или кусок сырого мяса.

Кремний также находится в составе костей и мышечной ткани некоторых живых организмов, в которые вещество поступает вместе с пищей. Также он содержится в волосах, перьях и шерсти млекопитающих.

Использование человеком

Интересна история использования этих камней человеком.

Ещё с древности первобытные люди использовали кремни для розжига огня, а также в качестве оружия. Породу разбивали, затачивали осколки и использовали их для охоты в виде топоров, наконечников стрел и ножей.

Недавно археологами был найден кремневый кинжал, сделанный в первой половине второго тысячелетия до нашей эры.

Также первобытные люди обнаружили, что при трении кремней друг о друга выделяются искры, которые позже превращаются в костёр.

В лечебных целях активно используется кремниевая вода. Она убивает микробы и предотвращает появление различных инфекций, так как содержит аминокислоты и ферменты в составе, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма. Также породу применяют для остановки крови и снятия воспаления раны, втирая кремниевую воду в поврежденный участок тела.

Вода, в которую на пару часов окунули камень чёрного цвета, очищается и обладает лечебными свойствами (обеспечивает эластичность кровяных сосудов, здоровый цвет кожи, нормализует обмен веществ и пищеварение, способствует росту ногтевой пластины и волос).

Отшлифованный кремний используется для строительства дорог, а кремниевая крошка – для украшения дворов.

Кремниевая крошка, используемая для украшения дворов

В связи с необычным окрасом породы, её можно применять в качестве поделочных изделий, чаще всего – для ювелирных украшений.

Кремний полезен для организма человека. Доказано, что он оказывает значительное влияние на структуру волос, ногтей и костей человека. Именно поэтому больные остеохондрозом чаще всего принимают именно кремний в качестве добавки к пище. При длительном его употреблении также улучшается кожа, уходят высыпания, замедляется старение и обеспечивается эластичность кровяных сосудов.

Область применения и особенности известняка

Известняк – камень, мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа и по консистенции напоминающая глину. Расположена преимущественно над морскими бассейнами на Кавказе, в Сибири и вдоль Уральских гор.

Особенности породы

Одной из разновидностей известняка является ракушечник. Такой известняк – порода, которая полностью состоит из раковин морских животных и их обломков. Также в известняке можно найти останки древних животных.

Под воздействием температуры и давления горный известняк образует мрамор.

В отличие от кремния и мрамора, горная порода не имеет блеска и ярких цветов. В основном состоит из кристаллов серого, мелких камней белого цвета, чёрного, розоватого или голубоватого оттенков.

Разберемся, какой известняк – наиболее применимый в хозяйстве. Породы применяются чаще всего в постройке домов. При обжиге порода выделяет известь – материал, который используют для строительства, а известняковый щебень применяется в строительстве дорог и производстве бетона.

Известняки украшают наружные стены, заборы, фонтаны и архитектурные произведения.

Стена из известнякового кирпича

Также порода используется в пищевой промышленности, а именно: в производстве удобрений для растений, сахара и соды. Также из известняка делают стекло и различные бумажные изделия.

Можно с лёгкостью сказать, что горная порода является частью природы, и, следовательно, частью человеческой жизни. Изучение природной среды, включающий в себя камни, поможет нам выяснить, какую роль играют тела, находящиеся у нас под ногами.

Земная кора — почва, по которой люди ходят и на которой живут — состоят в большой степени из кремния.

p, blockquote 1,0,1,0,0 -->

Кремний — второй по распространенности химический элемент на Земле, но он никогда не встречается в свободном состоянии. Это значит, что он всегда соединен еще с одним или несколькими элементами. Кремний — основной элемент во всех горных породах, за исключением одной разновидности — карбонатов. Глина, например, содержит в среднем 50 процентов кремния, и можете не сомневаться, что большинство камней, которые вы видите, имеют такое же количество кремния.

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

Кремний обнаружен на звездах и даже в растениях. Самое большое количество кремния в мире находится в кремнеземе, состоящем из кислорода и кремния. Кварц, яшма, опал, песок — все это разновидности кремнезема. В старину люди использовали кремнезем для изготовления стекла.

p, blockquote 3,1,0,0,0 -->

Кремний существует в двух видах: кристаллическом и в виде порошка. Чистый кремний не находит широкого применения, поэтому его редко производят. А вот различные кремниевые соединения используются во многих отраслях.

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

При соединении песка с коксом образуется карбид кремния, который обычно называется карборундом. Это чрезвычайно твердое вещество и используется для шлифования и полировки металлов.

p, blockquote 5,0,0,1,0 -->

Еще кремний добавляется в сталь, поскольку он придает стали многие полезные качества. В стали может содержаться от 2 до 6% кремния. Когда сталь используется при изготовлении химического оборудования, в ней содержится 6% кремния, вследствие чего она гораздо лучше противостоит коррозии, чем любая другая сталь.

p, blockquote 6,0,0,0,0 --> p, blockquote 7,0,0,0,1 -->

Когда в стали 2% кремния, она становится незаменимой для электрооборудования, поскольку в этом случае требуется меньше энергии, чтобы намагнитить сталь. Кремниевые соединения широко используются и в химической промышленности для разнообразных нужд.

Один из самых распространенных в природе элементов - это silicium, или кремний. Такое широкое расселение говорит о важности и значимости данного вещества. Это быстро поняли и усвоили люди, которые научились правильно использовать в своих целях кремний. Применение его основано на особых свойствах, о которых и поговорим дальше.

Кремний - химический элемент

Если давать характеристику данного элемента по положению в периодической системе, то можно обозначить следующие важные пункты:

Порядковый номер - 14.
Период - третий малый.
Группа - IV.
Подгруппа - главная.
Строение внешней электронной оболочки выражается формулой 3s 2 3p 2 .
Элемент кремний обозначается химическим символом Si, который произносится как "силициум".
Степени окисления, которые он проявляет: -4; +2; +4.
Валентность атома равна IV.
Атомная масса кремния равна 28,086.
В природе существует три устойчивых изотопа данного элемента с массовыми числами 28, 29 и 30.

Таким образом, атом кремния с химической точки зрения - достаточно изученный элемент, описано множество различных его свойств.

История открытия

Так как в природе очень популярны и массовы по содержанию именно различные соединения рассматриваемого элемента, издревле люди использовали и знали о свойствах именно многих из них. Чистый же кремний долгое время оставался за гранью познаний человека в химии.

Наиболее популярными соединениями, которыми пользовались в быту и промышленности народы древних культур (египтяне, римляне, китайцы, русичи, персы и прочие), были драгоценные и поделочные камни на основе оксида кремния. К ним относятся:

опал;
горный хрусталь;
топаз;
хризопраз;
оникс;
халцедон и другие.

Также издревле принято использовать кварц и кварцевый песок в строительном деле. Однако сам элементарный кремний оставался нераскрытым вплоть до XIX века, хотя многие ученые тщетно пытались выделить его из разных соединений, используя для этого и катализаторы, и высокие температуры, и даже электрический ток. Это такие светлые умы, как:

Карл Шееле;
Гей-Люссак;
Тенар;
Гемфри Дэви;
Антуан Лавуазье.

Осуществить удачно получение кремния в чистом виде удалось Йенсу Якобсу Берцелиусу в 1823 году. Для этого он проводил опыт по сплавлению паров фтористого кремния и металлического калия. В результате получил аморфную модификацию рассматриваемого элемента. Этим же ученым было предложено латинское название открытому атому.

Еще несколько позже, в 1855 году, другой ученый - Сент Клер-Девилль - сумел синтезировать другую аллотропную разновидность - кристаллический кремний. С тех пор знания о данном элементе и его свойствах стали очень быстро пополняться. Люди поняли, что он обладает уникальными особенностями, которые можно очень грамотно использовать для удовлетворения собственных нужд. Поэтому сегодня один из самых востребованных элементов в электронике и технике - это кремний. Применение его лишь расширяет свои границы с каждым годом.

Русское название атому дал ученый Гесс в 1831 году. Именно оно и закрепилось до сегодняшнего дня.

Содержание в природе

По распространенности в природе кремний занимает второе место после кислорода. Его процентное соотношение в сравнении с другими атомами в составе земной коры - 29,5%. Кроме того, углерод и кремний - это два особых элемента, способных формировать цепи, соединяясь друг с другом. Именно поэтому для последнего известно более 400 различных природных минералов, в составе которых он и содержится в литосфере, гидросфере и биомассе.

Где конкретно содержится кремний?

В глубоких слоях почвы.
В горных породах, залежах и массивах.
На дне водоемов, особенно морей и океанов.
В растениях и морских обитателях царства животных.
В организме человека и наземных животных.

Можно обозначить несколько самых распространенных минералов и горных пород, в составе которых в большом количестве присутствует кремний. Химия их такова, что массовое содержание чистого элемента в них достигает 75%. Однако конкретная цифра зависит от разновидности материала. Итак, горные породы и минералы с содержанием кремния:

полевые шпаты;
слюды;
амфиболы;
опалы;
халцедоны;
силикаты;
песчаники;
алюмосиликаты;
глины и прочие.

Накапливаясь в панцирях и наружных скелетах морских животных, кремний со временем формирует мощные залежи кремнезема на дне водоемов. Это один из природных источников данного элемента.

Кроме того, было установлено, что силициум может существовать в чистом самородном виде - в виде кристаллов. Но подобные месторождения очень редки.

Физические свойства кремния

Если давать характеристику рассматриваемого элемента по набору физико-химических свойств, то в первую очередь следует обозначить именно физические параметры. Вот несколько основных:

Существует в виде двух аллотропных модификаций - аморфный и кристаллический, которые отличаются по всем свойствам.
Кристаллическая решетка очень схожа с таковой у алмаза, ведь углерод и кремний в этом отношении практически одинаковы. Однако расстояние между атомами разное (у кремния больше), поэтому алмаз гораздо тверже и прочнее. Тип решетки - кубическая гранецентрированная.
Вещество очень хрупкое, при высоких температурах становится пластичным.
Температура плавления равна 1415˚С.
Температура кипения - 3250˚С.
Плотность вещества - 2,33 г/см 3 .
Цвет соединения - серебристо-серый, выражен характерный металлический блеск.
Обладает хорошими полупроводниковыми свойствами, которые способны варьировать при добавлении тех или иных агентов.
Не растворяется в воде, органических растворителях и кислотах.
Специфически растворим в щелочах.

Обозначенные физические свойства кремния позволяют людям управлять им и применять для создания различных изделий. Так, например, на свойствах полупроводимости основано использование чистого кремния в электронике.

Химические свойства

Химические свойства кремния очень сильно зависят от условий проведения реакции. Если говорить о чистом веществе при стандартных параметрах, то нужно обозначить очень низкую активность. Как кристаллический, так и аморфный кремний очень инертны. Не взаимодействуют ни с сильными окислителями (кроме фтора), ни с сильными восстановителями.

Это связано с тем, что на поверхности вещества мгновенно формируется оксидная пленка SiO₂, которая препятствует дальнейшим взаимодействиям. Она способна образоваться под влиянием воды, воздуха, паров.

Если же изменить стандартные условия и произвести нагревание кремния до температуры свыше 400˚С, то его химическая активность сильно возрастет. В этом случае он будет вступать в реакции с:

кислородом;
всеми видами галогенов;
водородом.

При дальнейшем повышении температуры возможно образование продуктов при взаимодействии с бором, азотом и углеродом. Особое значение имеет карборунд - SiC, так как он является хорошим абразивным материалом.

Также химические свойства кремния четко прослеживаются при реакциях с металлами. По отношению к ним он окислитель, поэтому продукты носят название силицидов. Известны подобные соединения для:

щелочных;
щелочноземельных;
переходных металлов.

Необычными свойствами обладает соединение, получаемое при сплавлении железа и кремния. Оно носит название ферросилициевой керамики и успешно применяется в промышленности.

Со сложными веществами кремний во взаимодействие не вступает, поэтому из всех их разновидностей способен растворяться лишь в:

царской водке (смесь азотной и соляной кислот);
едких щелочах.

При этом температура раствора должна быть не меньше 60˚С. Все это еще раз подтверждает физическую основу вещества - алмазоподобную устойчивую кристаллическую решетку, придающую ему прочность и инертность.

Способы получения

Получение кремния в чистом виде - процесс достаточно затратный экономически. Кроме того, в силу его свойств любой способ дает лишь на 90-99 % чистый продукт, в то время как примеси в виде металлов и углерода остаются все равно. Поэтому просто получить вещество недостаточно. Его следует еще и качественно очистить от посторонних элементов.

В целом же производство кремния осуществляется двумя основными путями:

Из белого песка, который представляет собой чистый оксид кремния SiO₂. При прокаливании его с активными металлами (чаще всего с магнием) происходит образование свободного элемента в виде аморфной модификации. Чистота такого способа высока, продукт получается с 99,9-процентным выходом.
Более широко распространенный способ в промышленных масштабах - это спекание расплава песка с коксом в специализированных термических печах для обжига. Данный способ был разработан русским ученым Бекетовым Н. Н.

Дальнейшая обработка заключается в подвергании продуктов методам очистки. Для этого используются кислоты или галогены (хлор, фтор).

Аморфный кремний

Характеристика кремния будет неполной, если не рассмотреть отдельно каждую его аллотропную модификацию. Первая из них - это аморфная. В таком состоянии рассматриваемое нами вещество представляет собой порошок буро-коричневого цвета, мелкодисперсный. Обладает высокой степенью гигроскопичности, проявляет достаточно высокую химическую активность при нагревании. В стандартных условиях способен взаимодействовать только с сильнейшим окислителем - фтором.

Называть аморфный кремний именно разновидностью кристаллического не совсем правильно. Его решетка показывает, что данное вещество - это лишь форма мелкодисперсного кремния, существующего в виде кристаллов. Поэтому как таковые эти модификации - одно и то же соединение.

Однако свойства их различаются, поэтому и принято говорить об аллотропии. Сам по себе аморфный кремний обладает высокой светопоглотительной способностью. Кроме того, при определенных условиях данный показатель в разы превышает подобный у кристаллической формы. Поэтому его используют в технических целях. В рассматриваемом виде (порошок) соединение легко наносится на любую поверхность, будь то пластик или стекло. Поэтому так удобен для использования именно аморфный кремний. Применение основано на изготовлении солнечных батарей различных размеров.

Хотя износ батарей подобного типа довольно быстрый, что связано с истиранием тонкой пленки вещества, однако применение и востребованность только растет. Ведь даже за короткий срок службы солнечные батареи на основе аморфного кремния способны обеспечить энергией целые предприятия. К тому же производство подобного вещества безотходное, что делает его очень экономным.

Получают такую модификацию путем восстановления соединений активными металлами, например, натрием или магнием.

Кристаллический кремний

Серебристо-серая блестящая модификация рассматриваемого элемента. Именно такая форма является самой распространенной и наиболее востребованной. Это объясняется набором качественных свойств, которыми обладает данное вещество.

Характеристика кремния с кристаллической решеткой включает в себя классификацию его видов, так как их несколько:

Электронного качества - самый чистый и максимально высококачественный. Именно такой вид используется в электронике для создания особо чувствительных приборов.
Солнечного качества. Само название определяет область использования. Это также достаточно высокий по чистоте кремний, применение которого необходимо для создания качественных и долго работающих солнечных батарей. Фотоэлектрические преобразователи, созданные на основе именно кристаллической структуры, более качественны и износостойки, нежели те, что созданы с использованием аморфной модификации путем напыления на различного типа подложки.
Технический кремний. В данную разновидность включаются те образцы вещества, в которых содержится около 98 % чистого элемента. Все остальное уходит на различного рода примеси:

бор;
алюминий;
хлор;
углерод;
фосфор и прочие.

Последняя разновидность рассматриваемого вещества используется с целью получения поликристаллов кремния. Для этого проводятся процессы перекристаллизации. Вследствие этого по чистоте получаются такие продукты, которые можно относить к группам солнечного и электронного качества.

По своей природе поликремний - это промежуточный продукт между аморфной модификацией и кристаллической. С таким вариантом легче работать, он лучше подвергается переработке и очистке фтором и хлором.

Продукты, которые получаются в результате, можно классифицировать так:

мультикремний;
монокристаллический;
профилированные кристаллы;
кремниевый скрап;
технический кремний;
отходы производства в виде осколков и обрезков вещества.

Каждый из них находит применение в промышленности и используется человеком полностью. Поэтому производственные процессы, касающиеся кремния, считаются безотходными. Это значительно снижает его экономическую стоимость, при этом не влияя на качество.

Использование чистого кремния

Производство кремния в промышленности налажено достаточно хорошо, а его масштабы довольно объемны. Это связано с тем, что данный элемент, как чистый, так и в виде различных соединений, широко распространен и востребован в разных отраслях науки и техники.

Где же используется кристаллический и аморфный кремний в чистом виде?

В металлургии как легирующая добавка, способная менять свойства металлов и их сплавов. Так, он используется при выплавке стали и чугуна.
Разные виды вещества уходят на изготовление более чистого варианта - поликремния.
Соединения кремния с органическими веществами - это целая химическая отрасль, которая получила особую популярность сегодня. Кремнийорганические материалы используются в медицине, при изготовлении посуды, инструментов и многого другого.
Изготовление различных солнечных батарей. Этот способ получения энергии является одним из самых перспективных в будущем. Экологически чисто, экономически выгодно и износостойко - основные достоинства такого получения электричества.
Кремний для зажигалок используется уже очень давно. Еще в древности люди использовали кремень для получения искры при розжиге огня. Этот принцип заложен в основу производства зажигалок различного рода. Сегодня встречаются виды, в которых кремень заменен на сплав определенного состава, дающий еще более быстрый результат (искрение).
Электроника и солнечная энергетика.
Изготовление зеркалец в газовых лазерных устройствах.

Таким образом, чистый кремний имеет массу преимущественных и особенных свойств, позволяющих использовать его для создания важных и нужных продуктов.

Применение соединений кремния

Помимо простого вещества, используются и различные соединения кремния, причем очень широко. Существует целая отрасль промышленности, которая называется силикатной. Именно она основана на использовании различных веществ, в состав которых входит этот удивительный элемент. Какие это соединения и что из них производят?

Кварц, или речной песок - SiO₂. Используется для изготовления таких строительных и декоративных материалов, как цемент и стекло. Где используются эти материалы, всем известно. Ни одно строительство не обходится без данных компонентов, что подтверждает значимость соединений кремния.
Силикатная керамика, в которую входят такие материалы, как фаянс, фарфор, кирпич и продукты на их основе. Данные компоненты используются в медицине, при изготовлении посуды, декоративных украшений, предметов быта, в строительстве и прочих бытовых областях деятельности человека. - силиконы, силикагели, силиконовые масла.
Силикатный клей - используется как канцелярский, в пиротехнике и строительстве.

Кремний, цена на который варьирует на мировом рынке, но не пересекает сверху вниз отметку в 100 рублей РФ за килограмм (за кристаллический), является востребованным и ценным веществом. Естественно, что и соединения этого элемента так же широко распространены и применимы.

Биологическая роль кремния

С точки зрения значимости для организма кремний немаловажен. Его содержание и распределение по тканям таково:

0,002 % - мышечная;
0,000017 % - костная;
кровь - 3,9 мг/л.

Каждый день внутрь должно попадать около одного грамма кремния, иначе начнут развиваться заболевания. Смертельно опасных среди них нет, однако длительное кремниевое голодание приводит к:

выпадению волос;
появлению угревой сыпи и прыщей;
хрупкости и ломкости костей;
легкой проницаемости капилляров;
усталости и головным болям;
появлению многочисленных синяков и кровоподтеков.

Для растений кремний - важный микроэлемент, необходимый для нормального роста и развития. Опыты на животных показали, что лучше растут те особи, которые ежедневно потребляют достаточное количество кремния.

О полезных свойствах кремня люди узнали еще в древности. Человек отметил его свойства: способность высекать искру при соприкосновении двух камешков, высокую прочность и податливость обработке. Народные целители утверждают, что кремень обладает целительными способностями.

Предки добывали с его помощью огонь, изготавливали из камня предметы быта и оружие. Со временем люди научились пользоваться металлами, и значение ископаемого уменьшилось. Однако и в наши дни кремень широко применяется в различных сферах.

Общее описание камня с фото

Кремень – это распространенный в природе камень; одна из разновидностей халцедона с примесями опала, железистых соединений и кремния. Он образуется из кристаллического и аморфного кремнеземов. Кремниевые вещества проникали в горные породы, где пропитывали осадочные слои и смешивались с другими элементами. Кремень, несмотря на то, что нередко его основой становился известняк, очень прочный. Он способен царапать стекло. Цвет его зависит от количества и вида примесей.

Декоративный кремень

В горной породе камень кремень принимает форму жил неоднородной расцветки. Часто встречаются кусочки кремния с различными узорами разных оттенков. На фото показано, как выглядят камни при увеличении. Как видно на картинке, кремень обладает восковым блеском. При расколе камни образуют плоские закругленные по краям куски, светлые в местах разлома.

Валуйковский кремень

Где его добывают?

Одно из первых крупнейших месторождений находится недалеко от Германии на острове Рюген. В России залежи обнаружены в различных регионах. Наиболее крупные разработки ведутся в Московской, Тверской и Белгородской областях.

В Казахстане находят редкие разновидности породы. В этой стране добывают сиреневый, розовый, белый, красный, серый, коричневый камень. В Белоруссии распространен черный камень, который пользуется большой популярностью как материал для поделок. Такие камни представлены на рисунке. Их также добывают в Карелии, Израиле и Монголии.

Декоративный кремень

Разновидности и цвета кремня

Камни, в состав которых входит кремний, подразделяют на несколько видов в зависимости от химического состава:

Кварц халцедоновый. Состоит из кремнезема и связанной воды.
Кремнистый кварц. Помимо кремнезема, имеет в составе халцедон, опал или кристобалит. Происхождение преимущественно из кислой магмы.
Опаловые. Основная часть примесей приходится на опал.
Халцедоновый опал. Отличить это полезное ископаемое от других похожих видов можно именно по расцветке, халцедоновый опал темнее.

Чаще всего встречаются минералы черного и темно-серого оттенка. Однако кремень обладает широкой палитрой цветов. На фотографиях можно рассмотреть самые необычные виды – красный и розовый.

Декоративный кремень

Также существуют следующие цвета и оттенки:

голубой;
белый;
желтый;
фиолетовый;
серовато-зеленый;
светлый серый;
различные оттенки коричневого;
оранжевый;
серый.

Часто в одном кусочке просматриваются несколько полос разных оттенков. На картинках ниже представлены камни с серыми, коричневыми и желтыми полосками и минералы, на которых на оранжевом фоне выделяются зеленоватые вкрапления.

Галечный кремень

Физические и химические свойства

Основные физические характеристики:

По шкале Мооса твердость составляет 7 единиц. Способен выдержать давление в 11200 МПа. Царапается напильником или стальной иглой.
Плотность — 2,6 г/см3.
Непрозрачный, но на очень тонких сколах может просвечиваться.
При соприкосновении с таким же камнем высекается искра и появляется специфический запах.

Химическая формула кремня аналогична кремнезему – SiO2. Краткое описание химических свойств:

не растворяется в воде;
не подвергается влиянию кислоты;
не окисляется кислородом;
разрушается при соприкосновении с разогретой щелочью;
не пропускает электрический ток;
устойчив к воздействию высоких температур.

Лечебные свойства минерала

Народные целители издавна использовали кремень как лекарственное средство. Считается, что наиболее полезен для человека камень черного цвета. Он способен обеззараживать воду и изменяет ее энергетические свойства. Для лечения от различных болезней людям рекомендовали пить воду, в которой находились небольшие кусочки кремня. Описание свойств заряженной жидкости:

Обезболивающие. Если у человека болела голова, древние мудрецы рекомендовали выпить несколько глотков кремниевой воды.
Повышение иммунитета. В период простудных заболеваний лечебная жидкость предотвращает развитие инфекции.
Антисептические.
Омолаживающие. Для омоложения следует ежедневно умываться заряженной водой.
Кровеостанавливающие. При возникновении травм народные целители промывали кровоточащие раны жидким средством.
Противовоспалительными. Целебный настой рекомендовали пить при заболеваниях ЖКТ, печени, почек.

Люди, которые верят в лечебную силу камней, употребляют кремниевую воду для устранения последствий пищевого отравления. Считается также, что регулярное полоскание полости рта этой жидкостью является хорошей профилактикой пародонтоза и кариеса.

Кремень со следами ретуши по краю

Также для терапии применяют сами камни. Приверженцы нетрадиционного лечения минералами рекомендуют прикладывать кремень к области солнечного сплетения. Такая процедура способствует нормализации давления, улучшает работу мочеполовой системы, омолаживает весь организм, устраняет воспалительные процессы в желудке и кишечнике. Для повышения потенции мужчине нужно носить камень в кармане брюк.

Магические свойства и изготовление амулетов

Считается, что кремень обладает магическими свойствами, поэтому нашел применение в различных ритуалах. Кроме того, из камня делали амулеты.

Кремень серого цвета

Минерал имеет следующие необычные свойства:

Защищает путников от различных неприятностей. Во время путешествий человек должен всегда носить с собой кусочек кремния.
Помогает усопшим найти дорогу в другой мир. Для помощи душам каменные кусочки зарывали в землю вместе с покойными.
Избавляет от ночных кошмаров. Камень помогает, если его положить у изголовья кровати или под подушку.
Снимает проклятья и устраняет неудачи. Для защиты жилища от нечистой силы кусочек горной породы вешали над дверью. Люди могут оградиться от неприятностей, для чего следует поместить минерал в каждой комнате дома.
Поднимает силу духа и освобождает от душевных переживаний.
Формирует у детей мужское и женское начало.
Развивает предприимчивые черты, наделяет мудростью и уверенностью в себе.

Для того чтобы амулет действовал, его нужно носить с левой стороны. Он будет находиться ближе к сердцу, что способствует распространению его силы на тело и разум. Кремень могут использовать для своих целей представители всех знаков зодиака, кроме Рыб. На видео показаны этапы изготовления оберегов.

Нужно использовать камень небольшого размера, который не сложно носить постоянно при себе.
Цвет можно выбирать любой, но лучше отдать предпочтение цветовой гамме, подходящей по знаку зодиака.
Изготавливать необходимо самостоятельно. Однако если владелец хочет получить амулет в оправе, можно отдать камень специалисту, а потом активировать.
Процедура активизации зависит от знака зодиака, к которому принадлежит хозяин. Водные знаки должны обрызнуть камень чистой водой. Знаки Воздуха окуривают минерал ладаном. Представители Стихии Земли насыпают на амулет землю. Огненные знаки должны пронести свой оберег несколько раз через пламя свечи.
Зарядить камешек собственной энергией. Для этого следует на протяжении нескольких недель в одно и то же время брать его в руки и крепко сжимать.
Нельзя никому показывать оберег.

В каких областях применяют кремень?

В настоящее время камень применяют в следующих областях:

Ювелирное дело. Из кремня 1-го класса делают украшения: ожерелья, кольца, браслеты, серьги.
Внутренней отделке помещений. В зданиях в больших городах выкладывают полы из кремниевых плит. Эти камни, как и гранит, украшают стены и арки.
Легкая промышленность. Из минерала делают пуговицы и запонки, керамические изделия.
Изготовление различных сувениров. Эффектно и необычно смотрятся шкатулки, статуэтки, фигурки из минерала.
Строительство. Кремень содержится в различных строительных материалах. Часто комбинируется с известняком.

Способность кремня высекать искры используется при изготовлении зажигалок. Также необычные камешки полюбили коллекционеры. Существуют большие коллекции, в которых представлены минералы различных расцветок и формы.

Читайте также: